绍兴台风综合数据管理系统建设与应用

吴阳锋,应泽林

(1.绍兴市人民政府防汛抗旱指挥部办公室,浙江 绍兴 312000;2.绍兴市海塘河湖管理站,浙江 绍兴 312000)

绍兴地处浙东沿海,南依天台山,北濒杭州湾,是台风暴雨多发地区.夏秋季节7～9月,台风气旋活动频繁,易受台风暴雨袭击.台风灾害以东部曹娥江流域较严重;加之绍兴、上虞两县(市)海涂又常受台风风暴潮威胁.

1 系统建设的必要性

绍兴是一个受台风影响比较严重的地区,次数多、强度大,给绍兴经济发展造成了巨大的损失.根据绍兴市防汛防台信息化建设现状,防汛防台指挥需要建设一套较全面的防抗台风体系,实现台风相关综合数据的管理和防台工作的统一调度、指挥决策工作,确保人民生命财产安全,把台风造成的损失降到最低限度.

绍兴市台风综合数据管理系统的建设将结合现有的防汛信息化建设,实现台风数据的实时、快速获取、准确定位、历史路径绘制和相似分析等.同时,对台风期间的雨情、水情、潮情、灾情等实时获取、统一管理,形成一个以台风信息综合数据库管理为核心的整体防台体系,实现了防台的信息化和科学化,提升了防台工作的快速反应能力,并为灾后各项工作开展提供全面数据信息依据.

2 系统建设的总体目标

绍兴市台风综合数据库管理平台建设的总体目标是根据绍兴防台风工作的需求,建成一个以水、雨、风、灾情信息采集系统为基础,通信系统为保障,计算机网络系统为依托,台风数据管理、查询分析系统为核心的台风综合数据库管理平台.系统使用方便、先进实用、高效可靠,能为各级防汛部门及时地提供各类台风的实时信息、相似分析等,为防台决策、指挥抢险救灾、灾情统计提供有力的技术支持和科学依据.平台开发目标主要分四个方面.

(1)台风数据整编方面:对所有的历史台风和对绍兴有影响的历史台风进行分类整理,建成一个全面、准确、翔实的台风信息库.

(2)台风信息采集方面:实现台风数据和水雨情数据自动、实时采集入库,并对数据进行容错处理,保障数据的正确性;提供台风灾情等各类信息的录入功能,保证平台中台风数据信息的全面性.

(4)台风查询分析方面:能同时对多条台风进行各项数据相似分析和比较;能根据某次台风生成月份、登陆地、降水等条件综合分析出和此次台风相似的所有台风.

3 系统建设的功能

绍兴市台风综合数据库管理系统主要分为两大部分内容:台风相关资料整编(台风资料整编,影响绍兴的台风资料整编)和绍兴台风综合数据库管理系统软件开发.

3.1 台风资料整编

历史台风资料整编是从建国以来至今所有的台风资料,按国内编号进行整理、总结.整编的内容主要包括四个方面.

(1)水文资料 全市过程面雨量、各县面雨量、雨量等值线、大中型水库水位、、平原河网代表站水位、超警戒值、超警戒时间、最大流量及时间等.

(2)气象资料 台风编号、台风路径中各点的位置经纬度、中心气压、移动速度、7级风圈半径、10级风圈半径、不同预报台的预报信息、台风的登陆地等.

(3)工程情况 水闸、水库、堤防、海塘、河道、民房、建筑工地、安置场所、重要基础设施等的安全运行情况.

(4)灾害损失 受灾范围、受灾人口、死亡人数、经济总损失、倒塌房屋、中断公路、农作物受灾面积、重灾区、灾情描述等.

系统在全面、丰富的数据基础上,系统将会对这些数据进行统计分析,形成报表打印输出.

希腊罗马神话对英语文学的影响主要体现在题目、创作思路、人物及故事情节方面。作家可以借鉴这些重要元素创造出丰满的人物与情节。

3.2 台风综合数据库管理系统软件开发

通过台风相关资料的整编,在这个基础上,进行台风软件的开发,主要实现如下功能.

(1)台风实时自动采集

在西太平洋地区有台风生成,台风系统软件就会在第一时间,自动从中国、美国、日本、台湾、香港等专业台风网上采集台风信息、写入数据库,并在地图上生成台风历史路径和预报路径.

(2)台风查询

通过查询功能能获取到最新台风和历史台风的基本信息及不同气象机构的预报信息,并以直观的方式展示出台风的详细信息.选择台风之后,系统将显示此台风的资料信息,并在地图上绘制出台风的历史路径.

(3)相似台风分析

选择相似点,可以查询分析到历史上所有具有同样相似点的台风.相似点主要有生成月份相似、登陆地相似、生成地相似、路径相似、沿海风力影响相似、降水影响相似、河道水位影响相似、水库水位影响相似、灾情影响相似.当找到相似的台风后,能查看该台风的详细信息,在地图上绘制出相似台风的路径,能直观的进行比较分析.

3.3 台风综合数据库管理系统软件模块构成

绍兴台风综合管理系统软件开发采用多模块结合的方式.系统总体模块流程见图1.

图1 系统模块流程

绍兴台风综合管理系统主要模块有台风数据的台风查询、台风分析、台风资料报表、台风雨量等值线面、台风云图等模块.

(1)台风查询模块提供了针对实时采集的路径数据和历史台风数据进行地图展现,并通过与报表模块、等值线面、专题图等模块进行叠加展现.

(2)台风分析模块包含了台风条件模块、台风条件状态模块、台风结果处理模块及地图调度处理模块四个模块.各条件子模块可以独立分开的处理,也可通过复合分析进行条件的叠加处理.

(3)台风资料报表模块包括台风资料综合性报表、雨情综合报表、风情综合报表、水库水情综合报表、河道水情综合报表、潮位水情综合报表、灾情综合报表及登陆资料综合报表.

(4)台风雨量等值线面模块是根据台风影响期间绍兴本地各雨量站点的统计雨量,进行等值线面雨量图的绘制.

(5)台风云图模块将卫星云图、水雨情数据、历史台风路径和实时台风预报路径,在同一平面上叠加显示,将所有信息集中显示,使用户能直观全面的掌握当前台风的特征和未来动向[1].客户端可对地图进行放大、缩小、平移、分层显示等浏览地图的操作,并可测量地图上任意两地的距离[2].

4 系统建设创新点与应用效益

绍兴台风综合管理系统于2007年正式开始建设,同年投入试运行,在试运行过程中,及时完善系统不足之处,2008年汛期开始,系统正式结合到绍兴市防汛指挥决策GIS平台上,在2008年和2009年抗击“海鸥”、“凤凰”、“莫拉克”等多号强台风影响时,系统运行稳定,发挥了巨大的作用,达到了预期的建设目标.台风综合管理系统建设在采用C/S与B/S相结合的体系框架的基础上,进行技术创新.系统具有如下创新点:

(1)基于多特征的实时台风数据匹配算法.目前台风信息获取难度较大,只有各大气象信息网才有发布,各个网站所发布的台风信息都不太完整,而且发布的台风数据均以不同格式的文字、表格形式来表现,难以自动获取.台风信息复杂,但经过总结又具有一定的特征(如台风编号、台风名称、台风强度以及未来走势等),每个特征都具有一定的取值范围.系统通过对不通气象网发布的台风数据进行特征提取,再经过特征模式匹配,并根据特征的范围对匹配出来的数据进行校验,最终解析出真实的热带台风数据,为系统所使用.

(2)采用空间统计方法进行相似台风的分析.通常人们对台风相似理解是路径相似,这仅仅是以空间位置加时间序列来表达的.但是事实上台风对人类生产活动造成影响的最关键要素,往往不是台风走向和路径,而是台风的强度、影响范围、以及空间上相关的气象环境.所以该系统对台风相似的定义为:台风空间上邻近、强度、影响范围及周边气象环境相似的台风为相似台风.系统引进空间统计方法来对相似台风进行分析,首先从地理上对历史台风进行统计,并与当前台风进行比较生成地理因子,同时对台风的强度、影响范围及气象环境进行分析生成环境因子,最终结合时间因子,找出综合因子最接近的相似台风.

目前台风信息的发布的台风数据缺乏动态地理信息,在C/S与B/S相结合的框架下,台风综合管理系统对于多种台风数据集进行统一,利用强大的空间信息管理和表达功能,通过台风管理平台,实现台风路径及强度信息的发布,为预报人员及公众快捷的获取准确的台风信息提供服务[3].台风综合信息系统的建设是防御台风的非工程措施之一,根据防台需求,开发出的系统实现了在信息获取上自动化,信息分析上客观化,用户使用上简单化,系统运行稳定化.建立一套高效实用的台风监测系统,通过卫星和计算机网络系统,高效和有序地传输数据和进行数据库管理,用户只需通过客户计算机上的浏览器调用该程序,就可以查询、显示历史台风和实时台风信息等,简单高效[4].在防御台风中,借助该数据库管理系统,快速找到历史上的相似台风,判断台风登陆后会不会对绍兴地区造成大范围强降水,尽早制定正确的防台措施,为防洪调度提供重要的决策依据,最大限度减少台风灾害造成的损失,每年防台减灾效益在达几千万元以上.

[1]王 琳,杨 扬,戚建国.“天眼”热带气旋信息系统建设与应用[J].中国水利,2003(11):67-69.

[2]罗向欣,王远飞,邵德明.基于ArcI MS的台风信息发布系统的设计与实现[J].中国科技论文,2007,2(6):420-423.

[3]施国萍,邱新法,何永健.基于ArcGIS Server的台风信息发布系统[J].科技信息,2009(16):4.

[4]阴 悦.台风信息系统在防汛抗旱中的应用[J].北京水利.2006(S1):1.